Новое исследование, опубликованное в Канадском журнале микробиологии, выявило новые токсичные бактерии, восстанавливающие металлоиды, в сильно загрязненных заброшенных хвостохранилищах золотых приисков в провинциальном парке Нопиминг в Манитобе.
«Эти бактерии обладают способностью преобразовывать токсичные компоненты, которые существуют в результате добычи полезных ископаемых, в менее токсичные формы и распространены в экстремальных условиях», - говорит доктор Владимир Юрков, профессор Университета Манитобы. Эти бактерии или их ферменты могут быть потенциальными кандидатами для разработки технологий биоремедиации, лечения, в котором используются встречающиеся в природе организмы для расщепления токсичных веществ. «Мы хотели изучить устойчивость бактерий к токсичным отходам, что было бы важным преимуществом в условиях сильно загрязненных шахт. Мы также стремились обогатить наше понимание микробного разнообразия экстремальных условий, зная, что подавляющее большинство этих микробов и их потенциальное использование и преимущества остаются нераскрытыми», - продолжил д-р Юрков.
Аэробные аноксигенные фототрофы (ААР) представляют собой физиологическую группу бактерий, которые были обнаружены во многих различных средах, включая суровые или экстремальные условия. Среды обитания с чрезвычайно высокими концентрациями оксидов металлоидов токсичны, но ААП способны выжить в этих местах. Они делают это путем преобразования токсичных соединений в менее токсичные формы посредством процесса, называемого восстановлением. Микробы, способные удалять токсичные соединения из окружающей среды, потенциально полезны для биоремедиации, использования бактерий для очистки загрязненной среды. Идентифицируя бактерии, способные жить в экстремальных условиях, можно найти кандидатов на биоремедиацию.
Центральный золотой рудник работал с 1927 по 1937 год, и, хотя рудник был заброшен более 75 лет назад, хвосты, оставшиеся после эксплуатации, по-прежнему сильно загрязнены тяжелыми оксидами металлоидов. Чтобы лучше понять микробное разнообразие этих сред, исследователи из Университета Манитобы выделили штаммы AAP из образцов почвы на четырех разных участках хвостохранилищ Центрального золотого рудника. Физиологическое исследование пяти штаммов показало, что они могут расти в широком диапазоне температур, кислотности и содержания солей. Важно отметить, что все они обладали высокой устойчивостью к токсичным оксидам металлоидов и были способны преобразовывать токсичный теллурит в менее токсичную элементарную форму теллур, процесс, который потенциально мог способствовать обеззараживанию хвостов.
Исследование также пришло к выводу, что, несмотря на сходство с ранее обнаруженным ААП, пять охарактеризованных изолятов были филогенетически уникальными и могут представлять собой новые виды. Эти исследования микробного разнообразия имеют решающее значение. «Существует бесчисленное множество неоткрытых микробов с уникальными способностями во всех возможных средах. Менее 1% существующих микробов в настоящее время известно в чистых лабораторных культурах. Большая часть бактериального разнообразия только теоретически подтверждается секвенированием ДНК», - говорит д-р Юрков.
Это исследование вносит важный вклад в области микробного разнообразия в экстремальных условиях и биоремедиации. Идентификация новых микробов, которые могут обитать в экстремальных условиях, которые не переносят большинство других форм жизни, может в конечном итоге привести к разработке инструментов для детоксикации окружающей среды. Д-р Юрков добавил: «Постоянный поиск этих микробов и изучение деталей их физиологии и биохимии может раскрыть огромный потенциал возможной пользы для нашего общества».